在对红外光电探测器及焦平面封装结构中常用的三大类若干种温度传感器的特点及关键参数等进行整理的基础上，分析了不同种类传感器的测控精度及误差特点，并对不同温区封装结构中选用温度传感器需要考虑的因素以及使用时需要注意的问题进行了详细讨论。

随着焦平面探测器向超大面阵、小像元方向发展，对盲元率尤其连续盲元、均匀性等要求越来越高。材料表面缺陷已经成为抑制Si基碲镉汞分子束外延(Molecular Beam Epitaxial, MBE)技术在更广范围内应用的一个重要因素。通过解决MBE系统束流稳定性、束流测量的精确性和生长温度控制的稳定性共3个MBE生长碲镉汞材料精确控制的关键问题，以及通过正交试验优化生长参数，将Si基碲镉汞材料缺陷密度控制在500 cm-2以内，最优值达到57.83 cm-2。

随着红外技术的发展，未来红外探测器向着mK或亚mK灵敏度红外探测系统方面发展，传统探测器已经很难满足需求，光电探测器的响应度亟待提高。主要基于石墨烯材料的独特能带结构、超高载流子迁移率、超宽光谱吸收的特性，结合碲镉汞光电探测材料的极高量子效率性能，研究了具有极高红外辐射响应度、超宽光谱响应范围的新一代石墨烯基复合红外探测材料。

针对传统气体传感器普遍存在的价格昂贵、精度低、放置不方便等缺点，构建了一套对射式激光湿度分析系统。该系统采用半导体激光器作为光源，在测量机柜两边分别架设光发送单元和光接收单元，通过将激光穿过中间的测量部分即可测得该部分的湿度数值。实验结果表明，这种对射式传感系统标定的决定系数R2为0.9976; 3 m光程下的湿度含量与理论值的复测误差分别为0.82%、0.46%、0.44%、0.42%; 待仪器稳定后的40 min测试中，实测放置柜内湿度含量的范围波动最大为30，样本总体标准差值为7.88，平均相对误差为0.4%。

红外图像具有动态范围窄、对比度低、易受噪声污染等缺点，传统红外图像去噪算法在去除噪声的同时也滤掉了图像细节。提出了一种基于稀疏表示的红外图像去噪新方法。该方法首先将原始红外图像进行聚类分析，再将每一聚类子图像分解成字典，由稀疏系数矩阵重构去噪后的红外图像。实验结果表明，该方法相比于传统红外图像去噪算法，能更好地保留图像的细节信息，视觉效果比较理想。

根据沙尘粒子的辐射传输特性和空间分布特征，利用气象卫星资料能够有效监测沙尘天气发生的时间、范围和强度等，并可计算出相关的定量信息。监测方法一般包括基于卫星波段特征的监测方法和基于卫星云图目视解译的监测方法。利用卫星监测分析与遥感应用系统(Satellite Monitoring Analysis Remote-sensing Toolkit, SMART)的沙尘监测模块可以对沙尘监测结果进行年度统计。统计数据显示，沙尘天气高发区域有三个，即新疆地区，内蒙古西部、河西走廊地区，以及内蒙古中东部、东北、华北地区; 2007年、2010年、2012年和2015年的卫星监测沙尘累计覆盖面积较大，达到500万平方公里以上。新一代静止气象卫星——FY-4A卫星在沙尘监测方面突显出了巨大潜力，这将有利于沙尘天气的云图目视解译。

主要介绍了一种对由特定红外图谱一体化系统采集的光谱数据进行校准与分析的方法。在实验部分，首先对得到的设定已知特定温度的黑体红外光谱数据进行归类和整理，然后在最大保留特征信号的条件下利用不同的滤波算法与滤波窗宽尽量消除信号噪声，并采用偏最小二乘算法对所得信号进行校准，使之与理论值相符。最后利用校准结果构建数学模型，并考虑主成分个数这一概念，检验模型准确度。通过数据分析可知，由这个特定红外图谱一体化系统采集的光谱数据经偏最小二乘算法校正后与理论值相近，此时能够拟合出校正数列与波数之间的函数关系，且受温度影响较小。

长期以来，雷达对近岸目标的检测是目标识别的难题。对于近岸低速舰船目标，存在探测难、识别难的问题。然而，舰船目标具有较好的红外辐射特征，在探测过程中可以充分地利用这一特征。针对其红外特性提出了一种基于Top-hat变换与最大类间方差法的图像处理方法。经开运算重构，利用Top-hat变换增强红外图像中目标与背景的对比度; 根据图像的灰度特性，使用最大类间方差法对图像进行阈值分割，以便检测目标。实验结果表明，该算法能够有效地检测出近岸舰船目标，对近岸目标识别具有一定的现实意义。